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在塑性成形过程中,由于通过金属材料压缩测得的流动应力曲线精度有限以及工件与模具界面摩擦状态的不断变化,应力-应变关系和工件与模具摩擦边界条件的处理是影响有限元分析精度的重要因素,因此在实际过程中需要对应力-应变关系进行必要的修正以及建立适当的摩擦模型。
采用逆分析方法同时测定材料的流动应力和工件与模具间的摩擦因子,以确定成形过程中的实际流动应力和摩擦模型。逆分析方法的主要目的是减小实验数据和数值模拟获得的预测值之间的差值,来修正材料的流动应力曲线并得到相关的摩擦模型。
本文选用纯铅金属为研究材料,以杆-杆复合挤压试验为研究对象,测定修正铅在挤压过程的流动应力曲线及得到相应的摩擦模型。首先,根据初始预设的流动应力参数模拟杆-杆复合挤压在各种工艺参数下的载荷-行程曲线及上、下杆高比;然后,通过杆-杆复合挤压实验,测得挤压实验过程中的载荷-行程曲线,以及各阶段的上、下杆高比;最后,运用逆分析方法将实验值与模拟预测值进行比较及迭代优化,确定金属塑性成形过程中的真实的流动应力曲线和摩擦因子。
研究结果表明,使用逆分析方法对挤压模拟流动应力曲线进行修正,经过两次修正,就能达到较高的精度,并获得挤压实验过程中的摩擦因子,说明该方法具有简便、实用等特点。